六腿智慧型机器人

这台机器人看起来就像一只巨大的竹节虫。事实上,Hector(HExapod Cognitive auTonomously Operating Robot,即自主认知六脚操控机器人)的设计灵感正是来源于竹节虫这种昆虫,它具备极有弹性的关节和超轻的外骨骼。这台六腿机器人中安装的麦柯升驱动器 确保它能够灵活地运动。

Hector小心翼翼地越过重重障碍,动作是如此优雅,几乎没有任何其它机器人比得上。由Axel Schneider教授领导的比勒费尔德大学“仿生机电一体化”研究小组根据竹节虫的运动特性研发了这一款六腿运动机器人。该机器人按原昆虫的20倍尺寸设计,最终长度大约为90 cm,看起来真的很像一只巨大的竹节虫。这项研究的目的是为了更好地了解这种昆虫的运动特性,并将它的基本协调机制应用到技术系统中。此外,该研究小组还致力于进一步拓宽对弹性驱动机器人系统控制基本设计理念的研究。

这款机器人的超轻外骨骼采用碳纤维增强塑料(CFRP)制成。其腿部的所有驱动部件及连接元件均为铝合金材质,且全部由比勒费尔德大学自行设计制造。这台机器人重12公斤,其独特之处在于它装备有多台传感器,并依据一种生物分散控制机制运作。借助自行设计的驱动器和接触传感器,它可以在运行过程中根据地面情况灵活地进行调整。目前,Hector可以在轻微起伏的路面上行走,并能顺利跨越比如台阶等较小的障碍。

每条腿配备三台麦柯升电机

运动机器人的每条腿有三个关节,因此必须同时控制18个关节的运动。为达到这一目的,它的每条腿上都安装有三台麦柯升EC 45盘式电机。电机的驱动功率为50 W,是一种不带侧接线板的特殊规格。18个腿关节通过受生物运动原理启发的控制演算法进行控制。为此,驱动器中嵌入了配备相应控制装置的驱动电子装置。此外,自主研发的弹性体连接器也直接内置于驱动器中,从而使驱动器更有弹性。对于研究小组来说,所使用的电机必须具有体积小、扭矩高、重量轻的特点。“另外,电机长度还必须尽可能短,因为除其它因素外,整个驱动器的长度也会限制机器人腿部的运动空间。因此我们选用了功率50 W的EC 45 flat电机”,研究小组科研人员、Hector的设计者和制造者Jan Paskarbeit解释说。

简单的智力行为
尽管Hector在智力上远不如昆虫,但它却能够处理复杂的传感器数据,以协调腿部的运动。它可以独立行走并对障碍物作出反应。“不可否认,昆虫具有一定的简单的智力。在此意义上,我们也可以说Hector具有一种简单的智力。智力行为的一个重要特性便是能够进行短期的预先规划。目前,我们正在对一种‘更高级’的机器人控制系统进行系统测试,它将赋予机器人简单的预先规划能力,使之在此意义上变得更为智慧”,Paskarbeit说。到2017年,这种运动机器人将通过比勒费尔德大学认知互动科技中心的专项合作项目获得更多其它的功能

 © maxon motor ag

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